[发明专利]TCP/IP卸载引擎中的多通道处理方法

说明书

本发明提供了一种TCP/IP卸载引擎中的多通道处理方法，其包括以下步骤：步骤一，通过现场可编程门阵列FPGA来进行实验和调试，实现TOE中的多通道处理技术；步骤二，将TOE中的多通道处理技术融入TOE的ASIC芯片中来进行网络协议处理；步骤三，定制软件接口，通过端口来选定不同的通道；步骤四，在TCP协议处理模块中，对TCP首部的选项部分进行改进定义；步骤五，在TCP连接建立的握手阶段，第一次握手时，主动请求方会加上源通道号，而目的通道此时还未分配故设为全零即可等。本发明能够解决数据拥塞及连接中断的问题同时大大提高TOE的工作效率，实现了多端口TCP连接并进行数据传输的功能，实现了硬件处理TCP/IP协议的高层协议，为高速网络环境下数据传输提供可靠的保障。

技术领域

本发明涉及计算机网络领域，具体地，涉及一种TCP/IP卸载引擎中的多通道处理方法。

背景技术

随着互联网技术的日益发展，TCP/IP协议族已经成为标准的网络通信协议。但高速网络环境下，传统的TCP/IP软件协议栈由于上下文切换开销和冗余数据复制的特点将消耗过多的CPU性能，可靠数据表明在网速达到10Gbps时当前主流处理器将无法满足协议处理的性能需求。故在服务器或高速网络环境中通常采用硬件设备处理协议的TOE(TCPOffload Engine，TCP卸载引擎)技术。TCP/IP协议由上自下依次分为应用层、运输层、网络层和数据链路层四层。与传统的软件协议栈相比，TOE技术把运输层和网络层的协议处理也纳入硬件处理中从而提升数据包的处理速度。典型的TOE系统实现结构如图1所示，其中TOE硬件实现模块主要作用是对运输层和网络层的主要协议进行处理，其中最主要的几个协议为ARP协议、IP协议、UDP协议和TCP协议。

TCP协议是面向连接的，在TOE系统中对TCP协议进行处理。在数据传输开始前需要先建立连接，同时在传输结束时需要断开连接。且在收发数据时，协议处理模块会对上一次的数据进行应答。同时为了保持数据通路的通畅，采用滑动窗口的方式对收发数据进行流量控制。由于硬件处理协议的速度远远大于软件，导致可能存在软硬件接口处的数据堆积，从而造成拥塞问题。特别是在多个端口同时建立TCP连接时，硬件无法有序处理数据将导致连接中断或无法应答。在软件协议栈中多个端口同时建立连接，目前放在硬件实现上只能串行处理。在TOE硬件处理TCP协议时，建立多个通道管理数据存储与连接可以大大提高传输效率和数据处理速度。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种TCP/IP卸载引擎中的多通道处理方法，其通过在TOE中添加多通道处理技术，能够解决数据拥塞及连接中断的问题同时大大提高TOE的工作效率，实现了多端口TCP连接并进行数据传输的功能，实现了硬件处理TCP/IP协议的高层协议，为高速网络环境下数据传输提供可靠的保障。

根据本发明的一个方面，提供一种TCP/IP卸载引擎中的多通道处理方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，通过现场可编程门阵列FPGA来进行实验和调试，实现TOE中的多通道处理技术；

步骤二，将TOE中的多通道处理技术融入TOE的ASIC芯片中来进行网络协议处理；

步骤三，定制软件接口，通过端口来选定不同的通道；

步骤四，在TCP协议处理模块中，对TCP首部的选项部分进行改进定义；

步骤五，在TCP连接建立的握手阶段，第一次握手时，主动请求方会加上源通道号，而目的通道此时还未分配故设为全零即可；

步骤六，若一端未采用多通道技术则通道号设为全零，数据来自未使用多通道技术的设备则通过TCP首部的源端口号和目的端口号进行匹配，TCP协议处理模块根据识别出的对应的存储通道号并把数据放入其中；

步骤七，在连接结束时，存储通道数据全部传输完毕后，TCP协议处理模块会控制释放该通道存储空间，该通道用于下一次建立新连接。